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GB213—87煤的(de)發熱量測定方法

發布日期:2023-05-03 浏覽次數:673

信息摘要(yào / yāo):

中華人(rén)民共和(hé / huò)國(guó)國(guó)家标準煤的(de)發熱量測定方法GB213—87代替GB213—79Determination of calorific value of coal國(guó)家标準局1987-03-30批準1988-02-01實施本标準規定了(le/liǎo)煤的(de)高位發熱量的(de)測定方法和(hé / huò)低位發熱量的(de)計算方法,适用于(yú)泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤和(hé / huò)炭質頁岩的(de)發熱量測定。1定義1.1熱量單位熱量的(de)

中華人(rén)民共和(hé / huò)國(guó)國(guó)家标準煤的(de)發熱量測定方法

GB21387代替GB21379

Determination of calorific value of coal

國(guó)家标準局1987-03-30 批準1988-02-01 實施

本标準規定了(le/liǎo)煤的(de)高位發熱量的(de)測定方法和(hé / huò)低位發熱量的(de)計算方法,适用于(yú)泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤和(hé / huò)炭質頁岩的(de)發熱量測定。

定義

1.1 熱量單位

熱量的(de)單位爲(wéi / wèi)J〔焦()〕。1J〔焦()=1N·m(牛頓·米)=107erg(爾格)。我國(guó)過去慣用的(de)熱量單位爲(wéi / wèi)20℃卡,以(yǐ)下簡稱卡(cal)

1cal(20)=4.1816J

1.2 發熱量的(de)表示方法

發熱量測定結果以(yǐ)kJ/g(千焦/)MJ/kg(兆焦/千克)表示。

1.2.1 彈筒發熱量

在(zài)氧彈中,在(zài)有過剩的(de)氧的(de)情況下〔氧氣初始壓力2.63.0MPa(2630atm)〕,燃燒單位質量的(de)試樣所産生的(de)熱量稱爲(wéi / wèi)彈筒發熱量。燃燒産物爲(wéi / wèi)二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液态的(de)水和(hé / huò)固态的(de)灰。

注:任何物質(包括煤)的(de)燃燒熱,随燃燒産物的(de)最終溫度而(ér)改變,溫度越高,燃燒熱越低。因此,一個(gè)嚴密的(de)發熱量定義,應對燒燒産物的(de)溫度有所規定。但在(zài)實際測定發熱量時(shí),由于(yú)具體條件的(de)限制,把終點溫度限定在(zài)一個(gè)特定的(de)溫度或一個(gè)很窄的(de)範圍内都是(shì)不(bù)現實的(de)。溫度每升高1K,煤和(hé / huò)苯甲酸的(de)燃燒熱約降低0.41.3J/g。當按規定在(zài)相近的(de)溫度下标定熱容量和(hé / huò)測定發熱量時(shí),溫度對燃燒熱的(de)影響可近于(yú)完全抵銷,而(ér)無需加以(yǐ)考慮。

1.2.2 恒容高位發熱量

煤在(zài)工業裝置的(de)實際燃燒中,硫隻生成二氧化硫,氮則成爲(wéi / wèi)遊離氮,這(zhè)是(shì)同氧彈中的(de)情況不(bù)同的(de)。由彈筒發熱量減掉稀硫酸生成熱和(hé / huò)二氧化硫生成熱之(zhī)差以(yǐ)及稀硝酸的(de)生成熱,得出(chū)的(de)就(jiù)是(shì)高位發熱量。因爲(wéi / wèi)彈筒發熱量的(de)測定是(shì)在(zài)恒定容積(即彈筒的(de)容積)下進行的(de),由此算出(chū)的(de)高位發熱量也(yě)相應地(dì / de)稱爲(wéi / wèi)恒容高位發熱量,它比工業上(shàng)的(de)恒壓(即大(dà)氣壓力)狀态下的(de)發熱量約低816J/g,一般可忽略不(bù)計。

1.2.3 恒容低位發熱量

工業燃燒與氧彈中燃燒的(de)另一個(gè)不(bù)同的(de)條件是(shì):在(zài)前一情況下全部水(包括燃燒生成的(de)水和(hé / huò)煤中原有的(de)水)呈蒸汽狀态随燃燒廢氣排出(chū),在(zài)後一情況下水蒸氣凝結成液體。由恒容高位發熱量減掉水的(de)蒸發熱,得出(chū)的(de)就(jiù)是(shì)恒容低位發熱量。

1.3 熱容量

量熱系統在(zài)試驗條件下溫度上(shàng)升1K 所需的(de)熱量稱爲(wéi / wèi)熱量計的(de)熱容量,習慣上(shàng)也(yě)叫做水當量,以(yǐ)J/K(cal/)表示。

試驗室條件

2.1 試驗室應設在(zài)一單獨房間,不(bù)得在(zài)同一房間内同時(shí)進行其他(tā)試驗項目。

2.2 室溫應盡量保持恒定,每次測定室溫變化不(bù)應超過1K,通常室溫以(yǐ)不(bù)超出(chū)1535℃範圍爲(wéi / wèi)宜。

2.3 室内應無強烈的(de)空氣對流,因此不(bù)應有強烈的(de)熱源和(hé / huò)風扇等,試驗過程中應避免開啓門窗。

2.4 實驗室最好朝北,以(yǐ)避免陽光照射,否則熱量計應放在(zài)不(bù)受陽光直射的(de)地(dì / de)方。

儀器設備

3.1 熱量計

通用的(de)熱量計有兩種:恒溫式和(hé / huò)絕熱式。它們的(de)差别隻在(zài)于(yú)外筒及附屬的(de)自動控溫裝置,其餘部分無明顯區别。熱量計包括以(yǐ)下主件和(hé / huò)附件:

3.1.1 氧彈

由耐熱、耐腐蝕的(de)鎳鉻或鎳鉻钼合金鋼制成,需要(yào / yāo)具備三個(gè)主要(yào / yāo)性能:a.不(bù)受燃燒過程中出(chū)現的(de)高溫和(hé / huò)腐蝕性産物的(de)影響而(ér)産生熱效應;

b.能承受充氧壓力和(hé / huò)燃燒過程中産生的(de)瞬時(shí)高壓;c.試驗過程中能保持完全氣密。

彈筒容積爲(wéi / wèi)250350mL,彈蓋上(shàng)應裝有供充氧和(hé / huò)排氣的(de)閥門以(yǐ)及點火電源的(de)接線電極。新氧彈和(hé / huò)新換部件(杯體、彈蓋、連接環)的(de)氧彈應經15.0MPa(150atm)的(de)水壓試驗,證明無問題後方能使用。此外,應經常注意觀察與氧彈強度有關的(de)結構,如杯體和(hé / huò)連接環的(de)螺紋、氧氣閥和(hé / huò)電極同彈蓋的(de)連接處等,如發現顯著磨損或松動,應進行修理,并經水壓試驗後再用。

另外,還應定期對氧彈進行水壓試驗,每次水壓試驗後,氧彈的(de)使用時(shí)間不(bù)得超過一年。

3.1.2 内筒

用紫銅、黃銅或不(bù)鏽鋼制成,斷面可爲(wéi / wèi)圓形、菱形或其他(tā)适當形狀。筒内裝水20003000mL,以(yǐ)能浸沒氧彈(進、出(chū)氣閥和(hé / huò)電極除外)爲(wéi / wèi)準。

内筒外面應電鍍抛光,以(yǐ)減少與外筒間的(de)輻射作用。

3.1.3 外筒

爲(wéi / wèi)金屬制成的(de)雙壁容器,并有上(shàng)蓋。外壁爲(wéi / wèi)圓形,内壁形狀則依内筒的(de)形狀而(ér)定,原則上(shàng)要(yào / yāo)保持兩者之(zhī)間有1012mm 的(de)間距,外筒底部有絕緣支架,以(yǐ)便放置内筒。

a.恒溫式外筒:恒溫式熱量計配置恒溫式外筒。盛滿水的(de)外筒的(de)熱容量應不(bù)小于(yú)熱量計熱容量的(de)倍,以(yǐ)便保持試驗過程中外筒溫度基本恒定。外筒外面可加絕緣保護層,以(yǐ)減少室溫波動的(de)影響。用于(yú)外筒的(de)溫度計應有0.1K 的(de)最小分度值。

b.絕熱式外筒:絕熱式熱量計配置絕熱式外筒,外筒中裝有電加熱器,通過自動控溫裝置,外筒中的(de)水溫能緊密跟蹤内筒的(de)溫度。外筒中的(de)水還應在(zài)特制的(de)雙層上(shàng)蓋中循環。自動控制裝置的(de)靈敏度,應能達到(dào)使點火前和(hé / huò)終點後内筒溫度保持穩定(5min 内溫度變化不(bù)超過0.002K);在(zài)一次試驗的(de)升溫過程中,内外筒間的(de)熱交換量應不(bù)超過20J

3.1.4 攪拌器

螺旋槳式,轉速400600r min 爲(wéi / wèi)宜,并應保持穩定。攪拌效率應能使熱容量标定中由點火到(dào)終點的(de)時(shí)間不(bù)超過10min,同時(shí)又要(yào / yāo)避免産生過多的(de)攪拌熱(當内、外筒溫度和(hé / huò)室溫一緻時(shí),連續攪拌10min 所産生的(de)熱量不(bù)應超過120J)

3.1.5 量熱溫度計

内筒溫度測量誤差是(shì)發熱量測定誤差的(de)主要(yào / yāo)來(lái)源。對溫度計的(de)正确使用具有特别重要(yào / yāo)的(de)意義。

a.玻璃水銀溫度計

常用的(de)玻璃水銀溫度計有兩種:一是(shì)固定測溫範圍的(de)精密溫度計,一是(shì)可變測溫範圍的(de)貝克曼溫度計。兩者的(de)最小分度值應爲(wéi / wèi)0.01K,使用時(shí)應根據計量機關檢定證書中的(de)修正值做必要(yào / yāo)的(de)校正。兩種溫度計應每隔0.5K 檢定一點,以(yǐ)得出(chū)刻度修正值(貝克曼溫度計則稱爲(wéi / wèi)毛細孔徑修正值)。貝克曼溫度計除這(zhè)個(gè)修正值外還有一個(gè)稱爲(wéi / wèi)“平均分度值”的(de)修正值。

b.各種類型的(de)數字顯示精密溫度計

需經過計量機關的(de)檢定,證明其測溫準确度至少達到(dào)0.002K(經過校正後),以(yǐ)保證測溫的(de)準确性。

3.2 附屬設備

3.2.1 溫度計讀數放大(dà)鏡和(hé / huò)照明燈

爲(wéi / wèi)了(le/liǎo)使溫度計讀數能估計到(dào)0.001K,需要(yào / yāo)一個(gè)大(dà)約倍的(de)放大(dà)鏡。通常放大(dà)鏡裝在(zài)一個(gè)鏡筒中,筒的(de)後部裝有照明燈,用以(yǐ)照明溫度計的(de)刻度。鏡筒借适當裝置可沿垂直方向上(shàng)、下移動,以(yǐ)便跟蹤觀察溫度計中水銀柱的(de)位置。

3.2.2 振蕩器

電動振蕩器,用以(yǐ)在(zài)讀取溫度前振動溫度計,以(yǐ)克服水銀柱和(hé / huò)毛細管間的(de)附着力。如無此裝置,也(yě)可用套有橡皮管的(de)細玻璃棒等敲擊溫度計。

3.2.3 燃燒皿

鉑制品最理想,一般可用鎳鉻鋼制品。規格可采用高17mm、上(shàng)部直徑2627mm、底部直徑1920mm、厚0.5min。其他(tā)合金鋼或石英制的(de)燃燒皿也(yě)可使用,但以(yǐ)能保證試樣燃燒完全而(ér)本身又不(bù)受腐蝕和(hé / huò)産生熱效應爲(wéi / wèi)原則。

3.2.4 壓力表和(hé / huò)氧氣導管

壓力表應由兩個(gè)表頭組成:一個(gè)指示氧氣瓶中的(de)壓力,一個(gè)指示充氧時(shí)氧彈内的(de)壓力。表頭上(shàng)應裝有減壓閥和(hé / huò)保險閥。壓力表每年應經計量機關至少檢定一次,以(yǐ)保證指示正确和(hé / huò)操作安全。壓力表通過内徑12mm 的(de)無縫銅管與氧彈連接,以(yǐ)便導入氧氣。壓力表和(hé / huò)各連接部分禁止與油脂接觸或使用潤滑油。如不(bù)慎沾污,必須依次用苯和(hé / huò)酒精清洗,并待風幹後再用。

3.2.5 點火裝置

點火采用1224V 的(de)電源,可由220V 交流電源經變壓器供給。線路中應串接一個(gè)調節電壓的(de)變阻器和(hé / huò)一個(gè)指示點火情況的(de)指示燈或電流計。點火電壓應預先試驗确定。方法:接好點火絲,在(zài)空氣中通電試驗。在(zài)熔斷式點火的(de)情況下,調節電壓使點火絲在(zài)12s 内達到(dào)亮紅;在(zài)棉線點火的(de)情況下,調節電壓使點火絲在(zài)45s 内達到(dào)暗紅。電壓和(hé / huò)時(shí)間确定後,應準确測出(chū)電壓、電流和(hé / huò)通電時(shí)間,以(yǐ)便據以(yǐ)計算電能産生的(de)熱量。如采用棉線點火,則在(zài)遮火罩以(yǐ)上(shàng)的(de)兩電極柱間連接一段直徑約0.3mm 的(de)鎳鉻絲,絲的(de)中部預先繞成螺旋數圈,以(yǐ)便發熱集中。再把棉線一端夾緊在(zài)螺旋中,另一端通過遮火罩中心的(de)小孔(直徑12mm)搭接在(zài)試樣上(shàng)。根據試樣點火的(de)難易,調節棉線搭接的(de)多少。

3.2.6 壓餅機

螺旋式或杠杆式壓餅機。能壓制直徑10mm 的(de)煤餅或苯甲酸餅。模具及壓杆應用硬質鋼制成,表面光潔,易于(yú)擦試。

3.2.7 秒表或其他(tā)能指示10s 的(de)計時(shí)器。

3.3 天平

3.3.1 分析天平:感量0.1mg

3.3.2 工業天平:載重量45kg,感量1g

試劑和(hé / huò)材料

4.1 試劑

4.1.1 氧氣:不(bù)含可燃成分,因此不(bù)許使用電解氧。

4.1.2 苯甲酸:經計量機關檢定并标明熱值的(de)苯甲酸。

4.1.3 氫氧化鈉标準溶液(供測彈筒洗液中硫用):濃度爲(wéi / wèi)0.1mol/L(相當于(yú)0.1N)

4.1.4 0.2%的(de)甲基紅指示劑。

4.2 材料

4.2.1 點火絲:直徑0.1mm 左右的(de)鉑、銅、鎳鉻絲或其他(tā)已知熱值的(de)金屬絲,如使用棉線,則應選用粗細均勻、不(bù)塗蠟的(de)白棉線。各種點火絲點火時(shí)放出(chū)的(de)熱量如下:

鐵絲:6700J/g(1602cal/g)

鎳鉻絲:1400J/g(335cal/g)

銅絲:2500J/g(598cal/g)

棉線:17500J/g(4185cal/g)

4.2.2 酸洗石棉絨:使用前在(zài)800℃下灼燒30min

4.2.3 擦鏡紙:使用前先測出(chū)燃燒熱。方法:抽取3張紙,用手團緊,稱準質量,放入燃燒皿中,然後按常規方法測定發熱量。取兩次結果的(de)平均值作爲(wéi / wèi)标定值。

測定步驟

5.1 恒溫式熱量計法

5.1.1 在(zài)燃燒皿中精确稱取分析試樣(小于(yú)0.2mm)11.1g(稱準到(dào)0.0002g)

燃燒時(shí)易于(yú)飛濺的(de)試樣,可先用已知質量的(de)擦鏡紙包緊,或先在(zài)壓餅機中壓餅并切成24mm 的(de)小塊使用。不(bù)易燃燒完全的(de)試樣,可先在(zài)燃燒皿底鋪上(shàng)一個(gè)石棉墊,或用石棉絨做襯墊(先在(zài)皿底鋪上(shàng)一層石棉絨,然後以(yǐ)手壓實)。石英燃燒皿不(bù)需任何襯墊。如加襯墊仍

燃燒不(bù)完全,可提高充氧壓力至3.03.2MPa(3032atm),或用已知質量和(hé / huò)發熱量的(de)擦鏡紙包裹稱好的(de)試樣并用手壓緊,然後放入燃燒皿中。

5.1.2 取一段已知質量的(de)點火絲,把兩端分别接在(zài)兩個(gè)電極柱上(shàng),注意與試樣保持良好接觸或保持微小的(de)距離(對易飛濺和(hé / huò)易燃的(de)煤),并注意勿使點火絲接觸燃燒皿,以(yǐ)免形成短路而(ér)導緻點火失敗,甚至燒毀燃燒皿。同時(shí)還應注意防止兩電極間以(yǐ)及燃燒皿與另一電極之(zhī)間的(de)短路。

往氧彈中加入10mL 蒸餾水。小心擰緊氧彈蓋,注意避免燃燒皿和(hé / huò)點火絲的(de)位置因受震動而(ér)改變。接上(shàng)氧氣導管,往氧彈中緩緩充入氧氣,直到(dào)壓力達到(dào)2.62.8MPa(2628atm)。充氧時(shí)間不(bù)得少于(yú)30s。當鋼瓶中氧氣壓力降到(dào)5.0MPa(50atm)以(yǐ)下時(shí),充氧時(shí)間應酌量延長。

5.1.3 往内筒中加入足夠的(de)蒸餾水,使氧彈蓋的(de)頂面(不(bù)包括突出(chū)的(de)氧氣閥和(hé / huò)電極)淹沒在(zài)水面下1020mm。每次試驗時(shí)用水量應與标定熱容量時(shí)一緻(相差1g 以(yǐ)内)。水量最好用稱重法測定。如用容量法,則需對溫度變化進行補正。注意恰當調節内筒水溫,使終點時(shí)内筒比外筒溫度高1K 左右,以(yǐ)使終點時(shí)内筒溫度出(chū)現明顯下降。外筒溫度應盡量接近室溫,相差不(bù)得超過1.5K

5.1.4 把氧彈放入裝好水的(de)内筒中。如氧彈中無氣泡漏出(chū),則表明氣密性良好,即可把内筒放在(zài)外筒的(de)絕緣架上(shàng);如有氣泡出(chū)現,則表明漏氣,應找出(chū)原因,加以(yǐ)糾正,重新充氧。然後接上(shàng)點火電極插頭,裝上(shàng)攪拌器和(hé / huò)量熱溫度計,并蓋上(shàng)外筒和(hé / huò)蓋子(zǐ)。溫度計的(de)水銀球應對準氧彈主體(進、出(chū)氣閥和(hé / huò)電極除外)的(de)中部,溫度計和(hé / huò)攪拌器均不(bù)得接觸氧彈和(hé / huò)内筒。靠近量熱溫度計的(de)露出(chū)水銀柱的(de)部位,應另懸一支普通溫度計,用以(yǐ)測定露出(chū)柱的(de)溫度。

5.1.5 開動攪拌器,5min 後開始計時(shí)和(hé / huò)讀取内筒溫度(t0)并立即通電點火。随後記下外筒溫度(tj)和(hé / huò)露出(chū)柱溫度(te)。外筒溫度至少讀到(dào)0.05K,内筒溫度借助放大(dà)鏡讀到(dào)0.001K。讀取溫度時(shí),視線、放大(dà)鏡中線和(hé / huò)水銀柱頂端應位于(yú)同一水平上(shàng),以(yǐ)避免視差對讀數的(de)影響。每次讀數前,應開動振蕩器振動35s

5.1.6 觀察内筒溫度(注意:點火後20s 内不(bù)要(yào / yāo)把身體的(de)任何部位伸到(dào)熱量計上(shàng)方)。如在(zài)30s内溫度急劇上(shàng)升,則表明點火成功。點火後1min40s時(shí)讀取一次内筒溫度(t140),讀到(dào)0.01K即可。

5.1.7 接近終點時(shí),開始按1min 間隔讀取内筒溫度。讀溫前開動振蕩器,要(yào / yāo)讀到(dào)0.001K

以(yǐ)第一個(gè)下降溫度作爲(wéi / wèi)終點溫度(tn)。試驗主要(yào / yāo)階段至此結束。

注:一般熱量計由點火到(dào)終點的(de)時(shí)間爲(wéi / wèi)810min。對一台具體熱量計,可根據經驗,恰當掌握。

5.1.8 停止攪拌,取出(chū)内筒和(hé / huò)氧彈,開啓放氣閥,放出(chū)燃燒廢氣,打開氧彈,仔細觀察彈筒和(hé / huò)燃燒皿内部,如果有試樣燃燒不(bù)完全的(de)迹象或有炭黑存在(zài),試驗應作廢。找出(chū)未燒完的(de)點火絲,并量出(chū)長度,以(yǐ)便計算實際消耗量。用蒸餾水充分沖洗彈内各部分、放氣閥、燃燒皿内外和(hé / huò)燃燒殘渣。把全部洗液(共約100mL)收集在(zài)一個(gè)燒杯中供測硫使用(見本标準6.2.2 )

5.2 絕熱式熱量計法

5.2.1 按使用說(shuō)明書安裝和(hé / huò)調節熱量計。

5.2.2 按本标準5.1.1 款步驟準備試樣。

5.2.3 按本标準5.1.2 款步驟準備氧彈。

5.2.4 按本标準5.1.3 款步驟稱出(chū)内筒中所需的(de)水。調節水溫使其盡量接近室溫,相差不(bù)要(yào / yāo)超過5K,以(yǐ)稍低于(yú)室溫爲(wéi / wèi)最理想。内筒溫度過低,易引起水蒸氣凝結在(zài)内筒外壁;溫度過高,易造成内筒水的(de)過多蒸發。這(zhè)都對測定的(de)結果不(bù)利。

5.2.5 按本标準5.1.4 款步驟安放内筒和(hé / huò)氧彈以(yǐ)及裝置攪拌器和(hé / huò)溫度計。

5.2.6 開動攪拌器和(hé / huò)外筒循環水泵,開通外筒冷卻水和(hé / huò)加熱器。當内筒溫度趨于(yú)穩定後,調節冷卻水流速,使外筒加熱器每分鍾自動接通35(由電流計或指示燈觀察)。如自動控溫線路采用可控矽代替繼電器,則冷卻水的(de)調節應以(yǐ)加熱器中有微弱電流爲(wéi / wèi)準。過大(dà)的(de)電流隻能徒然消耗電能。調好冷卻水後,開始讀取内筒溫度,借助放大(dà)鏡讀到(dào)0.001K,每次讀數前,開動振蕩器35s。當5min 内溫度變化不(bù)超過0.002K時(shí),即可通電點火,此時(shí)的(de)溫度即爲(wéi / wèi)點火溫度t0。否則,調節電橋平衡鈕,直到(dào)内筒溫度達到(dào)穩定,再行點火。點火後67min,再以(yǐ)1min 間隔讀取内筒溫度,直到(dào)連續三次讀數相差不(bù)超過0.001K爲(wéi / wèi)止。取最高的(de)一次讀數作爲(wéi / wèi)終點溫度tn

注:用鉑電阻爲(wéi / wèi)内、外筒測溫元件的(de)自動控制系統中,在(zài)内筒初始溫度下調定電橋的(de)平衡位置後,到(dào)達終點溫度(一般比初始溫度高23K)後,内筒溫度也(yě)能自動保持穩定。但在(zài)用半導體熱敏元件的(de)儀器中,可能出(chū)現在(zài)初始溫度下調定的(de)平衡位置,不(bù)能保持終點溫度的(de)穩定。凡遇此種情況時(shí),平衡鈕的(de)調定位置應服從終點溫度的(de)需要(yào / yāo)。具體做法是(shì):先按常規步驟安放氧彈和(hé / huò)内筒,但不(bù)必裝試樣和(hé / huò)充氧。把内筒水溫調節到(dào)可能出(chū)現的(de)最高終點溫度。然後開動儀器,攪拌510min。精确觀察内筒溫度。根據溫度變化方向(上(shàng)升或下降)調節平衡鈕位置,以(yǐ)達到(dào)内筒溫度最穩定爲(wéi / wèi)止,至少應能達到(dào)每5min 内變化不(bù)超過0.002K。平衡鈕的(de)位置一經調定後,就(jiù)不(bù)要(yào / yāo)再動,隻有在(zài)又出(chū)現終點溫度不(bù)穩定的(de)情況下,才需重新調定。按照上(shàng)述方式調定的(de)儀器,在(zài)使用步驟上(shàng)應做如下修正:裝好内筒和(hé / huò)氧彈後,開動攪拌器、加熱器、循環水泵和(hé / huò)冷卻水,攪拌5min (此時(shí)内筒溫度可能緩慢持續上(shàng)升),準确讀取内筒溫度并立即通電點火,而(ér)無需等内筒溫度穩定。

5.2.7 關閉攪拌器和(hé / huò)加熱器(循環水泵繼續開動),然後按本标準5.1.8 款步驟結束試驗。

測定結果的(de)計算

6.1 校正

6.1.1 溫度計刻度校正

根據檢定證書中所給的(de)修正值(在(zài)貝克曼溫度計的(de)情況稱爲(wéi / wèi)毛細孔徑修正值)校正點火溫度t0 和(hé / huò)終點溫度tn,再由校正後的(de)溫度(t0+h0) 和(hé / huò)(tn+ h n)求出(chū)溫升,其中h 0 和(hé / huò)h n 分别代表t0 和(hé / huò)tn 的(de)刻度修正值。

6.1.2 若使用貝克曼溫度計,需進行平均分度值的(de)校正。

調定基點溫度後,應根據檢定證書中所給的(de)平均分度值計算該基點溫度下的(de)對應于(yú)标準露出(chū)柱溫度(根據檢定證書所給的(de)露出(chū)柱溫度計算而(ér)得)的(de)平均分度值H0。在(zài)試驗中,當試驗時(shí)的(de)露出(chū)柱溫度te 與标準露出(chū)柱溫度相差3℃以(yǐ)上(shàng)時(shí),按式(1)計算平均分度值H

6.1.3 冷卻校正

絕熱式熱量計的(de)熱量損失可以(yǐ)忽略不(bù)計,因而(ér)無需冷卻校正。恒溫式熱量計的(de)内筒在(zài)試驗過程中與外筒間始終發生熱交換,對此散失的(de)熱量應予校正,辦法是(shì)在(zài)溫升中加以(yǐ)一個(gè)校正值C,這(zhè)個(gè)校正值稱爲(wéi / wèi)冷卻校正值,計算方法如下:

首先根據點火時(shí)和(hé / huò)終點時(shí)的(de)内外筒溫差(t0-tj)和(hé / huò)(tn-tj)v-(t-tj)關系曲線(按本标準7.17.4 條标定)中查出(chū)相應的(de)v0 和(hé / huò)vn。或根據預先标定出(chū)的(de)式(2)(3)計算出(chū)v0 和(hé / huò)vn

然後按式(4)計算冷卻校正值:

這(zhè)樣,在(zài)測定步驟上(shàng)就(jiù)可删去主期内讀溫這(zhè)一步,計算也(yě)将變得更簡單。但該公式不(bù)能用于(yú)發熱量計價和(hé / huò)仲裁分析中。

注:當内筒使用貝克曼溫度計,外筒使用普通溫度計時(shí),應從實測的(de)外筒溫度(見本标準第5.1.5 )中減掉貝克曼溫度計的(de)基點溫度後再當做外筒溫度tj,用來(lái)計算内、外筒溫差(t0-tj)和(hé / huò)(tn-tj)。如内、外筒都使用貝克曼溫度計,則應對實測的(de)外筒溫度校正内、外筒溫度計基點溫度之(zhī)差,以(yǐ)便求得内、外筒的(de)真正溫差。

6.1.4 點火絲熱量校正

在(zài)熔斷式點火法中,應由點火絲的(de)實際消耗量(原用量減掉殘餘量)和(hé / huò)點火絲的(de)燃燒熱計算試驗中點火絲放出(chū)的(de)熱量。

在(zài)棉線點火法中,首先算出(chū)所用的(de)一根棉線的(de)燃燒熱(剪下一定數量适當長度的(de)棉線,稱出(chū)它們的(de)質量,然後算出(chū)一根棉線的(de)質量,再乘以(yǐ)棉線的(de)單位熱值),然後确定每次消耗的(de)電能熱。

注:電能産生的(de)熱量=電壓(V)×電流()×時(shí)間(s)

二者放出(chū)的(de)總熱量即爲(wéi / wèi)點火熱。

6.2 發熱量的(de)計算

6.2.1 首先按式(6)、式(7)計算彈筒發熱量f

注:這(zhè)裏規定的(de)對硫的(de)校正方法中,略去了(le/liǎo)對煤樣中硫酸鹽的(de)考慮。這(zhè)對絕大(dà)多數煤來(lái)說(shuō)影響不(bù)大(dà),因爲(wéi / wèi)煤的(de)硫酸鹽硫含量一般很低。但有些特殊煤樣,含量可達0.5%以(yǐ)上(shàng)。根據實際經驗,煤樣燃燒後,由于(yú)灰的(de)飛濺,一部分硫酸鹽硫也(yě)随之(zhī)落入彈筒,因此無法利用彈筒洗液來(lái)分别測定硫酸鹽硫和(hé / huò)其他(tā)硫。遇此情況,爲(wéi / wèi)求高位發熱量的(de)準确,隻有另行測定煤樣中的(de)硫酸鹽硫或可燃硫,然後做相應的(de)校正。關于(yú)發熱量大(dà)于(yú)14.60kJ/g 的(de)規定,在(zài)用包紙或摻苯甲酸的(de)情況下,應按包紙或添加物放出(chū)的(de)總熱量來(lái)掌握。

熱容量和(hé / huò)儀器常數标定

7.1 計算發熱量所需的(de)熱容量和(hé / huò)恒溫式熱量計法中計算冷卻校正值所需的(de)v-(t-tj)關系曲線或儀器常數和(hé / huò)通過同一試驗進行标定。

7.2 在(zài)不(bù)加襯墊的(de)燃燒皿中稱取經過幹燥和(hé / huò)壓餅的(de)苯甲酸,餅重以(yǐ)0.91.1g 爲(wéi / wèi)宜。

苯甲酸應預先研細并在(zài)盛有濃硫酸的(de)幹燥器中幹燥天或在(zài)4060℃烘箱中放置34h冷卻後壓餅。

苯甲酸也(yě)可在(zài)燃燒皿中熔融後使用。熔融可在(zài)121126℃的(de)烘箱中放置1h,或在(zài)酒精燈的(de)小火焰上(shàng)進行,放入幹燥器中冷卻後使用。熔體表面出(chū)現的(de)針狀結晶,應用小刷刷掉,以(yǐ)防燃燒不(bù)完全。

7.3 根據所用熱量計的(de)類型(恒溫式或絕熱式),按照發熱量測定的(de)相應步驟準備氧彈和(hé / huò)内、外筒,然後點火和(hé / huò)測量溫升。在(zài)恒溫式熱量計的(de)情況,開始攪拌5min 後準确讀取一次内筒溫度(T0),經10min 後再讀取一次内筒溫度(t0)。随後即按發熱量測定步驟點火,記下外筒溫度(tj)和(hé / huò)露出(chū)柱溫度(te),并繼續進行到(dào)得出(chū)終點溫度(tn)(見本标準第5.1.55.1.7 )。然後再繼續攪拌10min 并記下内筒溫度(Tn),試驗即告結束。打開氧彈,注意檢查内部,如發現有炭黑存在(zài),試驗應作廢。

在(zài)絕熱式熱量計的(de)情況,上(shàng)式中的(de)冷卻校正值應取零。

熱容量标定應進行次重複試驗,其極限差值(最大(dà)值和(hé / huò)最小值之(zhī)差)如不(bù)超過40J/K,取次結果的(de)平均值(修整到(dào)1J/K)作爲(wéi / wèi)儀器的(de)熱容量。否則,再做一次或兩次試驗,取極限差值不(bù)超過40J/K 的(de)次進行平均。如果任何次結果的(de)極限值差都超過40J/K,則應對試驗條件和(hé / huò)操作技術仔細檢查并糾正存在(zài)問題後,再重新進行标定,而(ér)舍棄已有的(de)全部結果。

注:當例常測定中采用煤研Ⅱ式(5)計算冷卻校正值時(shí),熱容量計算中也(yě)必須采用同一公式。

7.8 熱容量标定值的(de)有效期爲(wéi / wèi)個(gè)月,超過此期限時(shí)應進行複查。但有下列情況發生時(shí),應立即重測:

a.更換量熱溫度計;

b.更換熱量計大(dà)部件如氧彈蓋、連接環(由廠家供給的(de)或自制的(de)相同規格的(de)小部件如氧彈的(de)密封圈、電極柱、螺母等不(bù)在(zài)此列)

c.标定熱容量同測定發熱量時(shí)的(de)内筒溫差超過5℃。

發熱量測定結果的(de)表達

8.1 彈筒發熱量和(hé / huò)高位發熱量的(de)結果計算到(dào)1J/g,取高位發熱量的(de)兩次重複測定的(de)平均值按數字修約規則修改到(dào)最接近的(de)10J/g 的(de)倍數,按kJ/g的(de)形式報出(chū)。

允許差

9.1 同一實驗室和(hé / huò)不(bù)同實驗室的(de)允許差不(bù)應超出(chū)表規定:

10 低位發熱量的(de)計算

10.1 工業上(shàng)多依應用煤的(de)低位發熱量進行計算和(hé / huò)設計。低位發熱量的(de)計算方法如式(12)

f

注:由于(yú)彈筒發熱量算出(chū)的(de)高位發熱量和(hé / huò)低位發熱量都屬恒容狀态,在(zài)實際工業燃燒中則是(shì)恒壓狀态。嚴格地(dì / de)講,工業計算中應該使用恒壓低位發熱量。如有必要(yào / yāo),可通過下式計算:

..11 各種不(bù)同基礎的(de)煤的(de)發熱量換算

各種不(bù)同基礎的(de)煤的(de)發熱量按式(13)、式(14)、式(15)互相換算:

附錄A

計算舉例(參考件)

下面用一個(gè)實例說(shuō)明用恒溫式熱量計進行的(de)一次發熱量測定的(de)記錄方式和(hé / huò)結果計算;絕熱式熱量計測定結果的(de)計算可仿此進行,隻是(shì)免除冷卻校正。

試驗記錄:

試樣質量G1.0051g

熱容量E10053J/K

貝克曼溫度計的(de)基點溫度:22.22℃;

露出(chū)柱溫度te24.20℃;

試樣的(de)全硫含量SQ1.20%

讀溫記錄:

..__________________

附加說(shuō)明:

本标準由中華人(rén)民共和(hé / huò)國(guó)煤炭工業部提出(chū)。

本标準由煤炭科學院北京煤炭化學研究所負責起草。

本标準主要(yào / yāo)起草人(rén)李英華。

本标準1963 年首次發布,1972 年第一次修訂。


相關标簽: